Věda a zavařování masa (1)

Zavařování - to bylo hobby nebo někdy i holá nutnost v životě našich babiček. Dnes, když se dá koupit obrovské množství hotových potravin, se málo zamýšlíme nad tím, co se vlastně děje při zavařování různých potravin.

Proč se dají některé z potravin zavařit lehce a jiné dělají problémy? Proč se neotrávíme smrtelným botulismem při konzumaci jablečného pyré - ale u zavařeného masa si musíme dávat pozor?

Dalších několik blogů chci zasvětit vysvětlení zavařování potravin z pohledu moderní vědy. Naše babičky věděly, že maso se musí zavařovat dvakrát po sobě. Nejspíš nevěděly proč. Dnešní věda ovšem už umí vysvětlit, proč takové zavařování funguje. A proč se maso, pokud ho chcete zavařovat jen jednou, musí vařit pod tlakem.

Neviditelný nepřítel a tepelné hodnoty

Když se podíváme na babiččiny zavařeniny, jsou víc než jen obědem - je to boj, který lidé po staletí sváděli s nejodolnějšími nepřáteli lidstva, mikroby. Některé z nich způsobují jen znehodnocení potraviny, její plesnivění nebo chemické přeměny. Existují ovšem také bakterie, které vyrábějí toxiny - a když sníme nakažené potraviny, otrávíme se.

Nešťastnou náhodou existuje na naší planetě bakterie, která je starší než my - a vyvinula se v době, kdy na Zemi ještě nebylo tolik kyslíku jako dnes. Této bakterii se pak v dnešní kyslíkové éře daří právě tam, kde kyslík není - například hluboko pod zemí v bahnitém prostředí ... a v zavařené sklenici. Tato bakterie se jmenuje Clostridium botulinum. Právě ona produkuje neurotoxin, který je jedním z nejúčinnějších známých jedů - a je příčinou smrtelné otravy, botulismu.

Bojí se mimochodem nejen kyslíku ale také kyselin. Maso a další nekyselé potraviny pak poskytují ideální prostředí pro její růst a rozmnožování.

Konzervování masa

Při konzervování nekyselých potravin nemůže bakterii Clostridium botulinum držet na uzdě ani kyselé prostředí ani kyslík. Musíme se pak spoléhat výhradně na teplo, které je pak třeba aplikovat s matematickou přesností.

Aby celá věc nebyla moc jednoduchá, brání se tato nepříjemná a prakticky všudypřítomná bakterie nevhodným podmínkám (aplikaci tepla) navíc ještě vytvářením velice odolných spor, ve kterých může přežívat roky - do té doby, než se kolem ní zase vytvoří prostředí vhodné pro její život.

Spory Clostridium botulinum si můžete představit jako bakterii v biologickém brnění. Jsou to vlastně vyschlé, metabolicky neaktivní kapsle, které jsou tisíckrát odolnější než aktivní bakterie.

Naším hlavním cílem při zavařování masa tedy není jen zničení samotné bakterie, ale zároveň i spor. A právě jejich extrémní odolnost znamená, že pouhých 100°C, tedy teplota, kterou dosáhneme v běžném hrnci s vroucí vodou, na ně absolutně nestačí. Při této teplotě spory sice pomalu odumírají, ale jejich zánik trvá až neuvěřitelně dlouho.

D-hodnota

Do hry vstupuje matematický faktor, nazývaný hodnota D - jinými slovy desetinná redukční doba. Hodnota D funguje jako stopky měřící tepelnou smrt. D je hodnota, která je definována jako čas (v minutách), který je nutný k usmrcení 90 % populace mikroorganismů. Jinými slovy je to doba, během které se sníží jejich počet o jednu logaritmickou úroveň. Z původních 100 bakterií zůstane naživu jen 10 kusů. Z deseti kusů pak jen jedna, atd.

Nekonečné zavařování masa

Pokud se pokusíme dosáhnout bezpečného zavařování při pouhých 90 °C (což je teplota, která je uvnitř sklenice s potravinou reálná i při zavařování v úplně vroucí vodě), narazíme na absurdní realitu. Standardní vědecké modely používající referenční hodnoty pro bakterii vyrábějící botulotoxin nám ukazují, že D-hodnota pro spory Clostridium. botulinum při této relativně nízké teplotě dosahuje více než 270 minut.

To jsou přibližně čtyři a půl hodiny čistého času, po které bychom maso museli udržovat na 90 °C jen proto, abychom snížili počáteční kontaminaci o jeden řád.

To je samozřejmě zcela nepraktické, neefektivní a ohledně následné kvality zavařeného jídla katastrofální.

Navíc by tato doba pořád ještě nestačila. Pro plnou bezpečnost, která vyžaduje několikanásobnou logaritmickou redukci, by se čas nutný k zavařování počítal na desítky hodin, což je neproveditelné, všechno maso by se rozvařilo a nikdo by ho už nechtěl jíst.

Vyšší teplota, rychlejší zavařování, z-hodnota

Proto je nutné zvýšit ne dobu zavařování - ale jeho teplotu. A tady přichází do hry druhý pojem z-hodnota. Tato hodnota nám říká, o kolik stupňů Celsia musíme zvýšit teplotu, aby se D-hodnota (čas nutný k 90 procentní redukci počtu určitého druhu mikroorganismu) snížila desetkrát (o jeden řád).

U botulotoxinových spor je z-hodnota obvykle 10 °C. Když tedy zvýšíme teplotu o 10 °C, zkrátí se potřebná doba z 270 minut na 27 minut.

Tento exponenciální vztah je důvodem, proč je každé zvýšení teploty nad 100 °C tak extrémně důležité.

Jediný způsob, jak dosáhnout teploty vyšší než 100 °C, je vařit maso pod tlakem v autoklávu (tlakovém hrnci). Tlak nám umožňuje posunout bod varu vody (a tím i teplotu ve zavařovací nádobě) na potřebných 116 °C nebo ještě výše, čímž zásadně zkrátíme dobu potřebnou k zavařování z desítek hodin na pouhé desítky minut.

Zatímco doma je zavařování masa v tlakovém hrnci spíš zajímavým doplňkem, v průmyslových podmínkách jsou obrovské autoklávy (ve kterých se dosahuje vysoká teplota a redukce mikroorganismů) pravidlem.

Příště: Komerční zavařování masa a ještě více matematiky